Repaste X870E Chipsatz + Mod

[Induktor]

Da ich mal wieder in Bastellaune war und noch ein Haufen an Putty, Wärmeleitpaste und Kühlkörper über hatte, habe ich mal den X870E Chipsatz gerepastet. Grundsätzlich hatte ich mit den Chipsatz-Temperaturen keine Probleme (teilweise auch dank offenem Aufbau), aber dennoch wollte ich wissen, wie viel Potenzial eigentlich noch da ist. Ich selbst konnte sowohl beim AsRock X870E Nova als auch beim MSI X870E Carbon WiFi immer ein Temperaturdelta zwischen den Chipsätzen von ca. 7-10°C messen, wo der Chipsatz 2 immer etwas wärmer lief. Soweit ich das verstanden habe, liegt das auch daran, weil die Last unterschiedlich hoch ist zwischen beiden Chipsätzen. So läuft beispielsweise Netzwerk nur über einen der beiden Chipsätze etc. Will aber auch nicht ausschließen, dass es bei anderen Boards, evtl. auch mit anderer Anordnung (z. B. Asus X870E Hero) anders aussieht.

In der Vergangenheit hatte ich bereits den X570 Chipsatz bei AM4 gerepastet (Thread) und konnte locker eine Verbesserung von 15°C und mehr herausholen. Entsprechend war ich neugierig, was beim X870E geht und ob die MB-Hersteller inzwischen dazu gelernt haben.

Beim MSI X870E Carbon WiFi ist der Chipsatz mit 6 Schrauben fixiert:



Die sechs Schrauben gingen relativ leicht ab. Daher war meine erste Vermutung, dass evtl. etwas Anpressdruck gefehlt hat. Abdrücke auf den Pads sahen aber ganz normal aus:



Für den Repaste habe ich Putty (CX-H1300) und Arctic MX-6 genommen. Außen auf's Substrat schön mit Putty zugekleistert und auf dem Die die Wärmeleitpaste:



Die Idee war, so viel Kontakt wie möglich zum Kühlkörper herzustellen.
Im selben Zuge habe auch die Rückseite gekühlt. Erst testweise mit'm 80*10mm Lüfter, später dann mit dem 92*14mm von Noctua:



Getestet wurde ein Szenario mit drei verschiedenen Konfigurationen. Das Szenario war üblicher Light Load mit browsing, Forum, Musik, Emails, Youtube etc. Messdauer immer eine Stunde und dann den Current-Wert (gleich Max-Wert) als Vergleich notiert. Zwei Sichtweisen:

Konfig 1: Passiv-Kühlleistung
Konfig 2: Mit rückseitigem Chipsatz-Lüfter
Konfig 3: Mit rückseitigem Chipsatz-Lüfter + GPU-Lüfter an, da GPU sonst von oben Hitze überträgt

In diesem Szenario scheint der Repaste nicht so viel zu bringen, was einerseits aber auch gut ist, weil die Hersteller (hier MSI) inzwischen gescheite Pads verwenden. Andererseits scheint mit höherem Load auch der Kühlungsvorteil besser auszufallen. Gaming-Load werde ich zeitnah noch nachlegen. Rückseitiger Chipsatz-Lüfter und/oder GPU-Lüfter hilft mehr als der Repaste allein. Dennoch bin ich zufrieden, weil jede Veränderung erstmal eine Verbesserung ist.

Motiviert von der Kühlung der Rückseite, habe ich noch einen dünnen Kühlkörper (Höhe 6,8mm) angefertigt:



Die Rückseite wurde schwarz lackiert, da sonst Kurzschlussgefahr droht:



Anschließend Putty drauf und an die Kanten einen winzigen Klecks Wärmeleitkleber (jederzeit easy abnehmbar):





Mit dem Kühlkörper sind's nun beim Chipsatz A rund ~1,2 - 1,5°C kühler und beim Chipsatz B ca. 2,0 - 2,5°C kühler, zumindest bei leisen 1.200rpm vom 92mm Lüfter. Zur Einordnung: offenes System steht auf dem Tisch, lautesten Lüfter im Setup sind die Toughfans 14 Pro @ 830rpm auf dem Radi. Das kleine Ding von Noctua hört man erst etwas später heraus, deshalb die ~1.200rpm. Falls sich einer wundert, der Benchtable ist an der Stelle, wo der Lüfter hängt, größtenteils offen, sodass der Lüfter weitestgehend Platz zum "atmen" hat.

Für mich war's auf jeden Fall ein interessanter Test (und endlich innere Ruhe). Bin mal gespannt wie Gaming mit höheren Temperaturen ausfällt.

 

[Induktor]

Wollte die Gelegenheit mal nutzen und den Thread aktualisieren, weil ich das System dahingehend bereits im Oktober nochmals umgebaut habe. Grundsätzlich hat der Mod schon gut funktioniert, allerdings war der Platz zwischen dem Lüfter (Noctua NF-A9x14) und Kühlkörper grenzwertig eng.

Das brachte insbesondere zwei Nachteile mit sich: Zum einen eine verminderte Kühlleistung, weil der Lüfter direkt vor einem Hindernis sitzt und zum anderen eine nachteilige Akustik bzw. der Lüfter ist durch diese Einbauposition schneller hörbar. Also dachte ich mir, warum nicht den Benchtable so bearbeiten, dass der Lüfter genau da zwischen sitzt, wo normalerweise das Aluminium ist. Dann hätte der Lüfter zu beiden Seiten ausreichend Platz und man könnte beide Nachteile (schlechtere Kühlleistung & Akustik) elegant aus dem Weg gehen. Davon ab, hatte ich von den NF-A9x14 sowieso noch ein paar über.



Den Benchtable mit der Stichsäge zu bearbeiten war schon recht "sportlich". Immerhin sprechen wir hier von fast 8,5mm dicken Alu. Den Schnitt habe ich am Ende für drei Lüfter gemacht. So konnte der CPU- und VRM-Bereich auch noch ein wenig davon profitieren.



Zum Verbinden der Lüfter habe ich Alu-Lochblech genommen, welches ich hier noch tonnenweise in der Werkstatt rumliegen habe. Dies kann man relativ unkompliziert zuschneiden und entsprechend auf die Lüfter-Löcher anpassen. So berühren die Lüfter nicht die Kante vom Benchtable und sind vollständig entkoppelt. Abschließend habe ich die drei Lüfter mit deinem 3er-Splitter verbunden und mit dem Lochblech einen kleinen Kabelhalter gebaut, um alles so flach wie möglich zu verbauen.



Temperaturtechnisch kann sich das Upgrade auf jeden Fall sehen lassen. Hier mal ein Gaming-Log von über 2h mit Expedition 33:



Nicht nur, dass ich jetzt mit weniger Drehzahl bessere Temperaturen erreiche, auch ist die Akustik deutlicher besser. Unter 1.000rpm höre die NF-A9x14 überhaupt nicht. Gut, fairerweise muss man sagen, dass ich bereits schon vorher an einem Punkt war, wo es sehr schwer ist, die Temperaturen noch weiter zu verbessern. Der Vorteil der besseren Akustik überwiegt hier ganz klar und dafür hat sich's definitiv gelohnt.

Das VRM profitiert im übrigen wie folgt (light/ office load):
(vorher-nacher HWinfo-Log von damals)

- VRM-Sensor: System 42,5°C --> 35,5°C
- VRM-Sensor: MOS 40,5°C --> 33,5°C
- VRM-Sensor: T15 41,0°C --> 33,5°C

 

[Masterp]

Hammer

 

[brooker]

@Induktor ... mich würde interessieren, was den größeren Effekt hat. Die WLP auf dem Chip oder die Flächenabnahme über das Putty? Hast du diesbezüglich Erfahrungswerte? Warum ich frage? Meine PCH TSI0 wird unter CPU-Last bis zu 72°C und der Chipsatz generell um die 60°C warm. Das ist mir zu viel und deshalb möchte ich da gern was tun, denn der Rest bleibt unter 50°C.

 

[brooker]

Das ist nicht zu viel.

... ich weiß, aber wenn ich es verbessern kann, mache ich das. Kühlkörper runter, Paste drauf und gut. Nur muss das Board dazu raus und deshalb frage ich.

 

[Induktor]

mich würde interessieren, was den größeren Effekt hat. Die WLP auf dem Chip oder die Flächenabnahme über das Putty? Hast du diesbezüglich Erfahrungswerte?

Kommt drauf an wie es ab Werk aussieht. Damals bei den X570 Boards konnte man zum Teil noch gut was rausholen, weil ab Werk nur ne gammlige Teichfolie als Wärmeleitpad verwendet wurde (Thread). Bei den X870E Mainboards scheinen die verwendeten Pads bislang relativ in Ordnung zu sein, so dass ein Repaste nur minimale Verbesserungen rausholt. Zusammen mit dem Putty kannst du an zwei Stellen halt bisschen was rausholen, aber die Verbesserung hält sich insgesamt in Grenzen.

Beim Asrock müsstest du es wohl testen. Da habe ich keine Erfahrungswerte zu. Kann sein das auch Asrock modell-übergreifend gute Pads verbaut oder dies nur bei den teureren OCF, Taichi usw. macht.

 

[Induktor]

Ich habe dem X870E-Chipsatz auf dem Dark Hero ebenfalls ein Putty-Upgrade verpasst.
TL;DR: Die Verbesserung ist vorhanden, aber eher moderat.

Im Gegensatz zum MSI-Board kommt das Dark Hero bereits mit einer Backplate. Einerseits bringt sie zusätzliche Stabilität und etwas thermische Masse, andererseits verhindert sie die Montage eines Custom-Kühlkörpers auf der Rückseite. Dazu kommt ein Abstand von etwa ~5,5 mm zwischen PCB und Backplate, der thermisch erstmal überbrückt werden muss.



Um an den Chipsatz zu gelangen, muss zunächst die Backplate entfernt werden (5 Schrauben hinten, 2 vorne). Der PCH-Kühler selbst ist mit vier Kreuzschrauben befestigt. ASUS setzt vorne auf 1,5mm dicke Wärmeleitpads und 5,5mm Pads auf der Rückseite.



Der Abdruck der originalen PCH-Pads sah insgesamt gut aus. Kontakt war auch auf der Rückseite vorhanden, allerdings wirkte der Anpressdruck für mein Empfinden etwas gering.



Wie schon beim MSI habe ich wieder CX-H1300 Putty, gemischt mit MX-6, verwendet. Bei der Schichtdicke habe ich mich an den originalen Pads orientiert, die "Putty-Pads" aber minimal dicker ausgeführt, um einen sicheren, vollflächigen Kontakt zu gewährleisten.



Zusätzlich lässt sich die Fläche zwischen SSD-Abdeckung und Oberseite des PCH-Kühlers zur Wärmeübertragung nutzen.



Gerade unter Gaming-Last, wenn die GPU-Lüfter durch den Fin-Stack indirekt auch die SSD-Abdeckung anströmen, kann man hier noch ein paar Grad herausholen.

Ich habe daher drei Szenarien getestet:

• Stock/ Out of the box
• Putty-Repaste
• Putty-Repaste + thermische Anbindung an SSD-Abdeckung

Das Problem bei der SSD-Abdeckung: 0,5mm Pads sind zu dünn, 1,0mm zu dick.
Die Platte lässt sich dann nicht mehr sauber schließen. Putty habe ich ebenfalls getestet, aber dadurch steht das Schloss unter hoher Spannung.

Meine Lösung war daher ein großes 0,5 mm Pad (Arctic) + eine dünne Schicht Wärmeleitpaste oben drauf. So ist zumindest Kontakt gegeben, ohne mechanische Probleme oder das Risiko, dass die SSD-Abdeckung „festklebt“.

Ergebnisse:
Gemessen habe ich jeweils über ~90 Minuten, um ein stabiles Temperaturniveau sicherzustellen, wo sich nichts mehr verändert. Zwei Lastszenarien aus dem daily habe ich gemessen:

• Office-Load (Browsing, Forum, YouTube, Mail etc.), ohne GPU-Airflow
• Gaming-Load, bei dem die GPU-Lüfter zusätzlich unterstützen
  

Insgesamt bin ich zufrieden mit dem Ergebnis. Die Verbesserung fällt zwar nicht riesig aus, aber sie ist vorhanden. An die Werte vom MSI konnte ich erwartungsgemäß nicht ran kommen. Dort konnte ich einen Kühlkörper mit minimalem Abstand direkt hinter die PCHs montieren. Beim Dark Hero muss ich hingegen ~5,5 mm überbrücken und eine dünne Backplate liefert naturgemäß weniger Kühlleistung als ein vollwertiger Kühlkörper, insbesondere in meinem Setup mit aktiver Rückseitenbelüftung.